单片机原理与应用

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2023年4月20日 星期四

绪 论

主要内容：

单片机的基本概念、发展过程、发展趋势、应用领域、市场前景、单片机的选型、单片机常用网站。目的在于使学生了解单片机，重视单片机原理的学习。

主要应用：嵌入式应用。广泛嵌入到工业、农业、航空、航天、军事、通信、能源、交通 IT 、金融、仪器仪表、保安、医疗、办公设备、娱乐休闲、健身、体育竞赛、服务领域等的产品中，已成为现代电子系统中重要的智能化工具。

绪 论

绪 论 学习重要性：单片机已成为电子系统中最普遍

的应用手段，除了单独设课程外，在涉及的许多实践环节，如课程设计、毕业设计乃至研究生论文课题中，单片机系统都是最广泛的应用手段之一。近年来，在高校中大力推行的各种电子设计竞赛中，采用单片机系统解决各类电子技术问题已成为主要方法之一。

请稍微留心一下我们的周围，看看周围由于应用单片机后发生了什么变化？

1. 单片机的基本概念

单片微型计算机（ Single-Chip Microcomputer ），简称单片机。就是将微处理器（ MPU ）、存储器（存放程序或数据的 ROM 和 RAM ）、总线、定时 器 / 计 数 器 、 输 入 / 输 出 接 口（ I/O口）、中断系统和其他多种功能器件集成在一块芯片上的微型计机。又称为嵌入式微 控 制 器 （ Embedded Microcontroller ）。

1. 单片机的基本概念 单片机的特点：

可靠性高、便于扩展、控制功能强、具有丰富的控制指令、低电压、低功耗、片内存储容量较小、集成度高、体积小、性价比高、应用广泛、易于产品化等。

2. 单片机的发展过程

单片机的发展从嵌入式系统的角度可分为三大阶段 :

SCM （ Single Chip

Microcomputer ） MCU （ MicroControllerUnit ） SOC （ System On Chip ）

2. 单片机的发展过程1974-1976 年： 4 位单片机 Fairchild 的 F8

系列1977-1978 年： 8 位单片机 Intel MCS-48 系

列1979-1982 年：高档 8 位单片机 Intel MCS-

51 系列、 8031/8051/8751 、 8032/8052/8752 、低功耗型 80C31 、高性能型 80C252 、廉价型 89C2051/1051

1983 年 - 至今： 16 位单片机 Intel MCS-96

系列 8098/8096 、 80C198/80C196, DSP

32 位单片机 ARM 系列

3 ．单片机的发展趋势

目前，单片机的主流是 16 位高性能单片机。其发展具体体现在 MPU功能增强、集成度提高、可靠性提高、内部资源增多、引脚的多功能化、外围电路的内装化、低电压、低功耗、与互联网连接等。并且逐步向 SOC 、嵌入式系统过渡。

4．单片机的应用领域• 民用电子产品 ;

• 计算机系统中的部件控制器 ;

• 智能仪器仪表 ;

• 工业测控 ;

• 网络与通信的职能接口 ;

• 军工领域 ;

• 办公自动化 ;

• 集散控制系统 ;

• 并行多机处理系统和局域网络系统。

选择原则：主要从指令结构、程序存储方式和功能等几个方面选择单片机。

Motorola 是世界上最大的单片机厂商。品种全、选择余地大、新产品多。其特点是噪声低，抗干扰能力强，比较适合于工控领域及恶劣的环境。

Microship 单片机是市场份额增长较快的单片机。它的主要产品是 PIC 系列 8 位单片机。其特点是运行速度快，低价位，适用于量大、档次低、价格敏感的产品。

美国德州仪器（ TI ）公司生产的 MSP430 系列单片机是一种特低功耗的 Flash 微控制器。主要用于三表及超低功耗场合。

5 ．单片机的选择

5 ．单片机的选择 在嵌入式系统低端的单片机领域，从 8 位单片机诞

生至今已 30 年。在百花齐放的单片机家族中， Intel

公司的 MCS-51形成了一道独特的风景线，历史最长，长盛不衰，不断更新，形成了既具有经典性又不乏生命力的一个单片机系列。许多半导体厂家、电器公司以MCS-51 系列中的 8051 为基核，推出了许多兼容性的CHMOS 单片机 -80C51 系列。

此 外 ， 还 有Zilog 、 EM78 、 Senix 、 NEC 、 Epson 、 NS 、三星、富士通、华邦、 Philips 、 ARM 等单片机。

6. 单片机常用网站

周立功 单 片 机 （ www.zlgmcu.com）、

武汉力源（ www.9910.com ） 中源单片机（ www.zymcu.com ） 嵌 入开发 网 （ www.embed.com.cn）

51 单片机（ www.mcu51.com ） 单 片 机 学 习 网

（ www.mcustudy.com ） 单 片 机爱好者（ www.mcufan.con）

6. 单片机常用网站 此外，还有老古开发网、单片机培训网、 51 单片机世界、致远电子、南京爱思、 FPGA 论坛、北京单片机开发网、世纪开发、艾比德嵌入开发网、单片机开发、电子网站之家、小龙微控、万博门单片机、 21IC 中国电子网、电子技术特攻队、苍穹电子、文涛数字工作室、MAXIM 中 文 网址、 TI 中 文 网址、 Philips 公司、 Intel 公司、 Infineon 公司、 Lattice 公司、南京西尔特电子公司、中国电器论坛等。

单片机网站有很多，读者可以通过各种搜索引擎搜索相关的网站。